马尾区某高层综合楼地下室墙体裂缝的原因及防治措施.docx

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1、马尾区某高层综合楼地下室墙体裂缝的原因及防治措施摘要：本文介绍了福州地区某十九层综合楼处理地下室墙体裂缝的成功例 子，介绍了工程工程的各个参数，分析了高层地下室墙体裂缝产生原因，并做出 相关防治方法。从后期监测情况可以看出，该工程的地下室墙体裂缝处理是相当 成功的，对高层建筑地下室裂缝的预防和控制具有一定的参考价值。关键词：高层 地下室 裂缝 原因防治-Ji-刖B随着现代社会经济的不断开展，城市中高层建筑越来越多，而地下室钢 筋混凝土外墙施工中裂缝现象较为普遍，以下结合福州马尾区一工程实例谈谈地 下室钢筋混凝土外墙裂缝的成因及防治措施。1、设计施工概况该工程位于福州市马尾区江滨路段，为十九层框

2、架剪力墙结构，总建筑 面积32358平方米。该工程地下室为长方形平面，平面尺寸为81.6x42.2m,其中 间段设有一条后浇带。地下室层高4.0m,外墙厚300mm。钢筋混凝土柱为1x1m, 地下室外墙采用木模板，混凝土为C45P6泵送商品混凝土，石子粒径 16-31.5mm,砂为中粗砂，坍落度为12030mm,混凝土初凝时间N6h,终凝时间 12ho地下室外墙以后浇带为界严格按施工方案分两次浇筑完成，其浇倒顺序、 线路、方法均正确。施工期间当地气温：最高37,最低26。混凝土于2008 年8月4日21： 00开始浇筑，8月5日上午8： 30浇筑成型。2、裂缝情况地下室外墙养护5天拆模后发现裂

3、缝较多，第一次浇筑区域有45条，第 二次浇筑区域有22条，裂缝位于地下室两柱距之间的墙上，间距在L5-2m内， 裂缝方向基本上呈垂直均匀分布，裂缝长度：下部从地下室底板面起，上部延伸 到外墙混凝土浇筑高度，裂缝全长L2-2m,裂缝宽，其中少局部为贯通 裂缝。根据力学原理来说，产生裂缝的原因不同，所产生裂缝的分布、裂缝的形 状也不同。例如：由主应力与次应力的原因产生的裂缝大多与构件的长边方向是 呈45。分布，也就是工程力学上常提起的45。斜裂缝。通过撤除外模后所观察到 的，还没有施加外荷载时，已经产生了早期裂缝，且裂缝几乎垂直于底板，分布 比拟有规律，大多分布在柱边的位置，或在两柱跨中的部位，这

4、与大多数相似工 程的地下室剪力墙产生的裂缝分布及形状一致。因此，不难分析，该剪力墙裂缝 的成因不是由应力产生的，而是由变形变化引起的。为了最终确定裂缝是否会对 建筑结构主体产生影响，当时请专业人员采用DJUS-05型非金属超声波仪和裂 缝读数显微镜对裂缝进行测量，后经儿个月连续测读，未发现裂缝增宽或增深， 因此该裂缝不会对拟建物的结构产生影响，但有可能影响建筑的使用和耐久性。2.1 裂缝原因分析一般构筑物产生裂缝的原因有如下几点：（1）由外部荷载引起的裂缝；（2） 由结构次应力引起裂缝，一般由于设计阶段的设计模型与实际应力的不同引起 的；（3）变形应力引起的裂缝，由温度、收缩、膨胀、不均匀沉降

5、等因素引起的, 施工中可采取措施防止。该工程经现场勘察后分析，混凝土材料的裂缝是由于混凝土凝固成形后 内部的初始缺陷、微裂缝，再加上内应力的作用使之扩展而引起的。由于本工程 裂缝产生时，结构尚未受荷载作用（或仅受自重作用），且通过沉降观测结果地 基并未变形，模板也无变形情况。因此可判定该裂缝属于非结构性裂缝。由此得 出，混凝土产生非结构性裂缝的起因是混凝土温度变化而产生的温差裂缝。2.2 温差裂缝温差裂缝可分为水化热产生的温度裂缝和环境温差形成的温度裂缝两类。混凝土施工期间，在其浇筑后的硬化过程中水泥水化产生大量的水化热，造 成内外的较大温差，从而在混凝土外表形成较大拉应力。此类裂缝大多沿着长

6、边 分段出现，中间较密。裂缝宽度大小不一，通常是中间粗两端细，呈枣核状，与 本工程的裂缝特点不符，故排除。环境温差形成的温度裂缝是在超静定结构中，由于构件不同侧面的温差引起 构件变形受到约束而形成的裂缝。本工程地下室外墙运用C45P6泵送商品混凝土，采用普通水泥，设计配合 比中水灰比为0.45,水泥用量为420kg/m3o采用泵送商品混凝土，施工中为了 提高可泵性，一般水灰比都设得较为偏大且骨料粒径偏小。而骨料粒径偏小又不 利于控制混凝土的收缩。该工程回填土时间为8月上旬，正值该地区的高温季节。 剪力墙外侧回填土温度在20C左右，如现场测量未采取保温措施的结构内部温 度可到达60c以上。墙体内

7、外温差到达40,墙体变形受到两侧框架柱、下部 地基梁及上部连梁的共同约束，可能产生温度变形裂缝。现场发现，墙内侧裂缝 高度均在外侧回填土高度以下，可基本印证此推断。由此可得出以下结论：混凝土的裂缝是由于剪力墙内外温差较大引起混 凝土收缩不均匀造成的，收缩使混凝土处于一种受压状态，由于约束的作用，反 而使混凝土处于受拉状态，当对混凝土产生的拉应力大于混凝土的抗拉强度时， 就出现裂缝，这种现象在混凝土的温差较大时尤为明显，这是由于混凝土的硬化 初期收缩量较大，且其抗拉强度又较低造成的。3、剪力墙裂缝宽度计算根据上述分析，结合本工程的实际特点，将剪力墙简化成一个五跨连续梁模 型。分析判断其在此类环境

8、下是否开裂，进而计算裂缝宽度。3.1 弯矩图确实定把剪力墙简化成一个五跨连续梁，每跨长度为6300 mm,厚皮为300 mm, 梁的上侧面温度为20,下侧面为60C,如图3所示。选取1000 mm宽的剪力 墙板带为计算梁单元。为了方便计算，忽略钢筋的作用，弹性模量取混凝土弹性模量Es,利用 力法求解得到的弯矩图如单位梁弯矩图所示。3.2 混凝土拉应变计算由上节计算可知，最大弯矩为：M =36. 25 kNm；可得受拉钢筋的应力为：=64.2MPa可得受拉钢筋的应变为：3.21x10-4其中Es=2xlO5MPa； 1.01.5x10-4,在剪力墙结构中，因此受拉 区混凝土开裂。式中MK按荷载的

9、标准组合计算的弯矩值；As纵向受拉钢筋截面面积，取2 449mm2：裂缝截面内力臂长度系数，一般取0.87;ho-截面有效高度，取265 mm；一混凝土拉应变;钢筋的拉应变;混凝土的极限拉应变。裂缝宽度计算单元梁计算过程如表1所示单元梁计算简图(mm)单位梁弯矩图(KNM)表1单元梁裂缝宽度计算流程参数名称 混凝土收缩应变当量温度Tr/综合温差T/C主裂缝平均间距L/mm单元梁裂缝宽度计算公式计算结果 45000.27备注为标准状态下混凝土极限收缩应变，取3.24X10-4 ；t为混凝土浇筑时间，取30d ；为温度系数；取1X10-5； Tmax为墙体中混凝土的最高温度，取60； Tmin 为

10、墙体中混凝土的最低温度，取20；为混凝土极限拉伸，取0.8X10-4；为裂 缝宽度衰减系数，取0.24; ； Cx为地基水平阻力系数，取120X10-2N/mm3； H 为墙体高度，取1000mm； E为混凝土弹性模量，取2.8x104 N/mm2。由上述计算得出的结果来看裂缝为0.27mm,与实际裂缝基本相符。4、裂缝的防治措施(1)设计方面：按混凝土最大浇筑长度的规范要求，增设后浇带。提高混凝土的抗拉强度：如在混凝土中掺入适量碳纤维，提高混凝土自身 的抗拉强度。(2)施工方面：合理调整混凝土的配合比：尽量采用水化热低收缩性小的早期高强水泥， 降低水泥用量；降低水灰比(控制好混凝土的坍落度)

11、；调整骨料级配；在混凝土中掺入适量微膨胀剂等外加剂，用以补偿混凝土的收缩。混凝土要分层分段连续浇筑，增强振捣确保混凝土的密实性，增强混凝土 的连续性和整体性，以提高混凝土的强度，尤其提高混凝土的抗拉强度。增强养护。防止过早拆模，防止外力作用而损伤混凝土，尤其要注意做好 混凝土保温保湿的工作。5、裂缝的处理及效果本工程的裂缝是主要是由变形引起的，为非结构性裂缝，故对主体结构 无重大威胁。但是会对地下室防水、钢筋的保护以及将来的使用造成危害。因此 必须对裂缝进行修补处理。鉴于该工程贯通裂缝较多，因此采用高压化学灌浆 法较为合适。具体做法如下：施工工艺流程：裂缝检查一清洁裂缝一安设底座一 封闭裂缝一

12、浆液注入一撤除灌浆器一撤除底座一结束(1)根据现场裂缝的检查情况确定具体施工方案；在施工前，对拟实施灌浆 的裂缝宽度、长度、深度、走向进行认真的检查，并做好具体的标记。(2)基层处理:采用钢刷将裂缝两侧外表的灰尘、浮渣清理干净，缝宽WO.5mm。(3)确定注入口及安设底座：灌浆底座的设置间距是根据裂缝大小、走向及 结构形式而定，一般缝宽N0.5mm者为15-25cm,一般缝宽WO.5mm者为10-20mmo 原那么上缝窄因密，缝宽可稀，但每条裂缝至少需要两个或两个以上的底座。底座 的安设采用腻子进行固定。对于贯通裂缝，应在墙两侧均安设灌浆底座，一侧灌 浆时另一侧裂缝必须封闭。(4)封闭裂缝：其

13、目的在于使裂缝成为一个封闭的空腔。采用腻子沿裂缝表 面涂刮，封缝宽度以注浆时不能漏浆为原那么。(5)配制浆液：环氧树脂、塑化剂和稀释剂组成的主剂在实验室预先配制好。 主剂和固化剂现场配制混合后必须搅拌均匀，待反响热量降低后方可注入软管。(6)安设灌浆器：将配好的灌浆树脂注入软管中，把装有树脂的灌浆器旋紧 于底座上。灌浆：确定树脂的注入量，可根据裂缝的宽度、深度、长度计算，根据经验，实 际需要树脂约为理论计算量的L3倍以上。灌浆顺序应从裂缝下端依次向上灌 注。灌浆时，邻近的底座必须用堵头封死，以防漏浆。灌浆压力稳定后应保 持一定时间，以满足灌浆要求，保证灌浆质量。松开灌浆器弹簧，确定注入状 态，

14、如树脂缺乏可补充再继续注入。(8)注入完毕撤除灌浆器：待注入速度降低确认不再进浆后，可撤除灌浆器, 再用堵头将底座堵死。(9)树脂固化后敲掉底座及堵头，修补好外表封缝胶。(10)修补质量检查：灌浆结束后，随机选取三点通入压缩空气检查灌浆是否 密实(11)治理效果：该地下室墙体治理后至今已有2年多，使用时未发现一处渗 漏水，防水效果良好。说明以上方法是切实可行的。6、结论高层地下层墙体非结构性裂缝，对主体结构承载力无重大威胁。但是会 对地下室防水、钢筋的保护以及将来的使用造成危害。本文通过对该工程地下室 墙体产生裂缝原因的分析，并采取适当的处理方法，取得了较好的预期效果。参考文献：1徐洪良.浅谈

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